DE102006019743B4

DE102006019743B4 - Angetriebenes Werkzeug und Verfahren zum Verschieben von Elementen relativ zu einem Objekt

Info

Publication number: DE102006019743B4
Application number: DE102006019743.7A
Authority: DE
Inventors: Jason Junkers
Original assignee: Jetyd Corp
Current assignee: Jetyd Corp
Priority date: 2005-04-25
Filing date: 2006-04-25
Publication date: 2017-02-23
Anticipated expiration: 2026-04-26
Also published as: FR2884745B1; DE102006019743A1; BRPI0601685A; JP2006305719A; GB2425500B; JP4563337B2; KR20060112599A; SE0600879L; US20060236817A1; ES2307382B1; AU2006201362A1; GB2425500A; MXPA06004551A; TW200642803A; ITMI20060768A1; ES2307382A1; CN1853852A; FR2884745A1; SE532477C2; KR100728487B1

Abstract

Zum Verschieben eines Elements (6) relativ zu einem Objekt (8) wird eine Mehrzahl von Schraubengliedern (9) mit mehreckigen Köpfen (10) in Gewindebohrungen des Elementes (6) eingeschraubt. Die Schraubenglieder (9) werden derart um eine Achse (A) angeordnet, dass sie entlang des Umfangs des Elements (6) voneinander beabstandet sind. Ein Aktionsantrieb und ein Reaktionsantrieb, die koaxial zur Achse (A) und zueinander angeordnet und in entgegengesetzte Richtungen drehbar sind, üben an einem äußeren Umfang und entsprechend an einem inneren Umfang entgegengesetzte Drehkräfte auf die Schraubenglieder (9) aus, um die Schraubenglieder (9) in eine und dieselbe Richtung zu drehen und dadurch das Element (6) in einer axialen Richtung zu verschieben. Eine Mehrzahl von Übertragungsgliedern (14) steht durch erste Eingriffsmittel (16) sowohl mit dem Aktionsantrieb und als auch mit dem Reaktionsantrieb im Eingriff, die in entgegengesetzte Richtungen drehbar sind, um in eine und dieselbe Richtung gedreht zu werden, und durch zweite Eingriffsmittel (18) mit den mehreckigen Köpfen (10) der Schraubenglieder (9) im Eingriff, um die Drehung der Übertragungsglieder (14) in eine und dieselbe Richtung in eine Drehung der Schraubenglieder (9) in eine und dieselbe Richtung zu überführen.

Description

Die Erfindung betrifft ein angetriebenes Werkzeug und ein Verfahren zum Verschieben von Elementen relativ zu einem Objekt, beispielsweise zum Verschieben einer Mutter, die auf einen Bolzen aufgeschraubt ist, oder zum Verschieben eines Schraubenkopfes.
Angetriebene bzw. mit Kraftantrieben versehene Werkzeuge der oben genannten allgemeinen Art sind an sich bekannt. Eines dieser angetriebenen Werkzeuge ist im US-Patent 5,934,853 A offenbart. Nach diesem Patent werden die Schrauben mit Zahnrädern versehen und durch Aufbringen einer Drehkraft an einem Innenumfang dieser Zahnräder mittels eines Antriebs gleichzeitig gedreht. Da das Werkzeug nur einen Antrieb für das Aufbringen der Drehkraft an dem Innenumfang hat, können eine seitliche Kraft, ein Drehmoment und eine Biegekraft auf ein ringförmiges Bauteil wirken, welches die Schrauben dreht.
Gemäß US-Patent Nr. 6,058,810 A üben ein Aktionsantrieb und ein Reaktionsantrieb Drehkräfte sowohl an einem Innenumfang als auch an einem Außenumfang von Schrauben aus, indem ein innerer Zahnring und ein äußerer Zahnring der Antriebe mit den Zahnrädern der Schraubenorgane in Eingriff gebracht werden. Mit dieser Konstruktion sind die oben genannten Nachteile beseitigt. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass diese Konstruktion weiter verbessert werden kann.
Die DE 698 01 882 T2 betrifft eine Vorrichtung zum Auf- und Abschrauben einer Mutter. Die Mutter weist Schraubgewinde für Schraubenglieder auf, die um eine Achse herum voneinander beabstandet angeordnet sind. Ein Werkzeug kann die Schraubenglieder, welche an ihren oberen Enden mit einer Außenverzahnung versehen sind, gleichzeitig verdrehen.
Die DE 20 2004 009 753 U1 beschreibt eine Steckbuchse für einen Schraubenzieherkopf mit einem Schnellauslöser. Ein Übertragungsglied in der Form eines Adapters ist an einem Ende so angepasst, dass es mit einer Aufnahme eines Knarrenwerkzeugs in Eingriff bringbar ist. Das andere Ende des Übertragungsglieds ist zur Aufnahme eines Sechskants eines Schraubeinsatzes ausgebildet.
Ferner wird in der DE 102 45 062 A1 eine austauschbare Arbeit-Baugruppe eines Schraubendrehers und ein Verfahren der Verwendung der Baugruppe offenbart.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein angetriebenes Werkzeug und ein Verfahren zum Verschieben eines Elements relativ zu einem Objekt zur Verfügung zu stellen, die weitere Verbesserungen der vorhandenen angetriebenen Werkzeuge und Verfahren mit sich bringen.
Im Rahmen dieser und anderer Aufgaben, die nachfolgend offensichtlich werden, ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, kurz gesagt, ein angetriebenes Werkzeug zum Verschieben eines Elements relativ zu einem Objekt, enthaltend eine Mehrzahl von Schraubengliedern mit mehreckigen Köpfen, wobei die Schraubenglieder in Gewindebohrungen des Elementes einschraubbar und so um eine Achse angeordnet sind, dass sie entlang des Umfangs des Elements voneinander beabstandet sind, Antriebsmittel, die einen Aktionsantrieb und einen Reaktionsantrieb aufweisen, die koaxial zu der Achse und zueinander angeordnet und in entgegengesetzte Richtungen drehbar sind, um an einem Außenumfang und entsprechend an einem Innenumfang der Schraubenglieder entgegengesetzte Drehkräfte auszuüben, die Schraubenglieder in eine und dieselbe Richtung drehen und dadurch das Element in einer axialen Richtung zu verschieben, und Mittel zur Übertragung der Drehung des Aktionsantriebs und des Reaktionsantriebs in eine Drehung der Schraubenglieder in eine und dieselbe Richtung, wobei die Übertragungsmittel eine Mehrzahl von Übertragungsgliedern aufweisen, die mit ersten Eingriffsmitteln, die sowohl mit dem Aktionsantrieb und als auch mit dem Reaktionsantrieb, die in entgegengesetzte Richtungen drehbar sind, im Eingriff sind, und mit zweiten Eingriffsmitteln versehen sind, die mit den mehreckigen Köpfen der Schraubenglieder in Eingriff bringbar sind, um die Drehung der Übertragungsglieder in eine und dieselbe Richtung in eine Drehung der Schraubenglieder in eine und dieselbe Richtung zu überführen.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung betrifft, kurz gesagt, ein Verfahren zum Verschieben eines Elements in einer axialen Richtung relativ zu einem Objekt durch ein angetriebenes Werkzeug, enthaltend die Schritte: Einschrauben einer Mehrzahl von Schraubengliedern mit mehreckigen Köpfen in Gewindebohrungen des Elementes so, dass die Schraubenglieder um eine Achse und in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind, Aufbringen von entgegengesetzten Drehkräften auf die Schraubenglieder jeweils an einem äußeren Umfang und einem inneren Umfang der Schraubenglieder durch ein Antriebsmittel mit einem Aktionsantrieb und einem Reaktionsantrieb, um die Schraubenglieder in eine und dieselbe Richtung zu drehen und dadurch das Element in einer axialen Richtung zu verschieben, und Übertragen der Drehung des Aktionsantriebs und des Reaktionsantriebs in unterschiedliche Richtungen in eine Drehung der Schraubenglieder in einer und derselben Richtung durch Übertragungsmittel, die eine Mehrzahl von Übertragungsgliedern aufweisen, die mit ersten Eingriffsmitteln, die sowohl mit dem Aktionsantrieb als auch mit dem Reaktionsantrieb, die in entgegengesetzte Richtungen drehbar sind, im Eingriff sind, und mit zweiten Eingriffsmitteln versehen sind, die mit den mehreckigen Köpfen der Schraubenglieder in Eingriff bringbar sind, um die Drehung der Übertragungsglieder in eine und dieselbe Richtung in eine Drehung der Schraubenglieder in eine und dieselbe Richtung zu überführen.
Ist das Werkzeug erfindungsgemäß ausgestaltet und wird das Verfahren erfindungsgemäß durchgeführt, so erfolgt die Verschiebung des Elements bezüglich des Objekts effizient und wie vorbestimmt.
Die neuen Merkmale, die als kennzeichnend für die vorliegende Erfindung angesehen werden, sind in den anhängenden Ansprüchen im Detail erläutert. Jedoch wird die Erfindung selbst, im Hinblick sowohl auf ihre Konstruktion als auch ihre Anwendung, zusammen mit zusätzlichen Aufgaben und Vorteilen dann am besten verständlich, wenn die folgende Beschreibung einzelner Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beiliegenden Zeichungen gelesen wird. Darin zeigen:
1 eine Ansicht eines Werkzeugs zur Verschiebung eines Elements bezüglich eines Objekts nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
2 eine Ansicht eines Werkzeugs zur Verschiebung eines Elements bezüglich eines Objekts nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Ein erfindungsgemäßes angetriebenes bzw. mit einem Kraftantrieb versehenes Werkzeug, das entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, hat ein Gehäuse, welches als Ganzes mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Eine nicht gezeigte Hauptantriebseinheit ist im Gehäuse 1 untergebracht und kann beispielsweise in Form einer fluidbetriebenen Zylinder/Kolben-Einheit ausgestaltet sein, die beispielsweise mit einem Drehelement ausgestattet ist, um eine Drehbewegung zu erzeugen.
Das angetriebene Werkzeug hat einen Aktionsantrieb und einen Reaktionsantrieb.
Einer der Antriebe enthält eine Mittelwelle 2, die mit dem Drehelement der Hauptantriebseinheit verbunden ist. Am gegenüberliegenden Ende ist die Welle 2 mit einem mittleren, inneren Zahnrad 3 verbunden, welches Außenzähne, Keilnuten und ähnliches aufweist. Der andere Antrieb enthält ein ringförmiges Bauteil 4, welches mit dem Gehäuse 1 verbunden und mit einem äußeren Zahnrad 5 versehen ist, das Innenzähne, Keilnuten und ähnliches aufweist. Die Welle 2 erstreckt sich mittig durch das ringförmige Bauteil 4, um eine unabhängige Umdrehung der Welle 2 und des ringförmigen Bauteils 4 relativ zueinander zu ermöglichen. Die Antriebe 2, 3 und 4, 5 sind koaxial miteinander und mit der Mittelachse A angeordnet.
Das erfindungsgemäße, angetriebene Werkzeug wird für eine axiale Verschiebung eines Elements relativ zu einem Objekt verwendet. Beim Ausführungsbeispiel nach 1 ist das Element als eine Mutter 6 dargestellt, die auf einen Bolzen 7 aufgeschraubt ist, der sich durch ein Objekt 8, beispielsweise einen Flansch od. dgl. hindurch erstreckt. Eine Mehrzahl von Schrauben 9 mit vieleckigen (sechseckigen) Köpfen 10 ist in Gewindebohrungen der Mutter 6 eingeschraubt, und die Schrauben 9 sind in Umfangsrichtung um eine Achse A herum mit Abständen voneinander angeordnet. Ein anderes, entgegenliegendes Ende 11 jeder Schraube 9 stößt gegen eine Unterlegscheibe 12, die sich zwischen den Schrauben 9 und dem Objekt 8 befindet.
Der Antrieb 2, 3 ist dazu ausgestaltet, die Schrauben 9 von innen an einem inneren Umfang zu drehen, während der Antrieb 4, 5 dazu eingerichtet ist, die Schrauben 9 von außerhalb an einem äußeren Umfang anzutreiben. Zu diesem Zweck ist das erfindungsgemäße Werkzeug mit Übertragungsmitteln ausgestattet, die als Ganzes mit dem Bezugszeichen 13 bezeichnet sind. Die Übertragungsmittel 13 enthalten eine Vielzahl von Übertragungsgliedern 14, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. Jedes der Übertragungsglieder 14 hat ein erstes Teilstück 15, das erste Eingriffsmittel 16 aufweist. Die ersten Eingriffsmittel 16 sind beispielsweise als Zähne ausgebildet und derartig angeordnet, dass die äußeren Zähne des mittleren inneren Zahnrades 3 von innen her an einem inneren Umfang und die inneren Zähne des äußeren Zahnrads 5 von außen her an einem äußeren Umfang in sie eingreifen.
Jedes der Übertragungsglieder 14 hat ein anderes Teilstück 17, welches von dem ersten Teilstück 15 axial beabstandet ist und zweite Eingriffsmittel 18 aufweist. Die zweiten Eingriffsmittel 18 sind beispielsweise als vieleckige (sechseckige) Aufnahmeöffnungen zur Aufnahme des vieleckigen Kopfes 10 des entsprechenden Schraubgliedes 9 ausgestaltet.
Schließlich hat das angetriebene Werkzeug einen Träger 19, um einige Teile des Werkzeugs zu halten.
Die Funktion des erfindungsgemäßen, angetriebenen Werkzeugs ist wie folgt: Wird das angetriebene Werkzeug aktiviert, versetzt die Hauptantriebseinheit die Welle 2 in eine Drehung in eine Richtung und damit auch das mittlere Zahnrad 3 des ersten Antriebs 2, 3. Als ein Ergebnis einer Reaktionskraft dreht sich das Gehäuse 1 des Werkzeugs in eine entgegengesetzte Richtung und versetzt dadurch das ringförmige Bauteil 4 und dadurch das äußere Zahnrad 5 in eine Drehung in die entgegengesetzte Richtung. Als Folge dessen werden die ersten Teilstücke 15 der Übertragungsglieder 14 und auch die zweiten Teilstücke 17 der Übertragungsglieder 14 unter dem Einfluss der Drehkräfte, die radial außen und radial innen auf äußere und innere Umfänge jedes Übertragungsgliedes 14 ausgeübt werden, in eine und dieselbe Richtung gedreht. Die Köpfe 10 der Schraubenglieder 9, und damit die Schraubenglieder 9 als Ganzes, werden in eine und dieselbe Richtung gedreht und verschieben das Element (die Mutter 6) axial, um den Bolzen 7 in dem Objekt 8 in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Schraubenglieder 9 fest anzuziehen oder zu lösen.
Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Übertragungsglieder 14 als einstückige, integrale Bauteile ausgebildet, die sowohl mit zwei Teilstücken 15 und 17 als auch mit ersten Eingriffsmitteln 16 und mit zweiten Eingriffsmitteln 18 versehen sind. Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Übertragungsglieder 14' in einer anderen Weise ausgebildet.
Beim Ausführungsbeispiel nach 2 enthält jedes Übertragungsglied 14' wiederum ein erstes Teilstück 15' mit ersten Eingriffsmitteln 16' und ein zweites Teilstück 17' mit zweiten Eingriffsmitteln 18'. Jedoch sind das erste Teilstück 15' und das zweite Teilstück 17' als zwei getrennte Elemente ausgebildet, die miteinander derart verbunden sind, dass sie sich nicht relativ zueinander drehen können.
Zu diesem Zweck enthält nach dem Ausführungsbeispiel der 2 das erste Teilstück 15' eines jeden Übertragungsgliedes 14' in dem angetriebenen Werkzeug ein zusätzliches Teilstück 21, welches in einer entsprechenden Öffnung des Trägers 19 untergebracht ist und einen zusätzlichen, vorzugsweise nicht runden Ansatz 22 aufweist. Im Gegenzug enthält das zweite Teilstück 17' eines jeden Übertragungsgliedes 14' eine nicht runde Öffnung 23, in welche der nicht runde Ansatz 22 eingreifen kann, und ein Verbindungselement, beispielsweise einen Stift 24, das eine Verbindung zwischen beiden herstellt.
Die Funktion des angetriebenen Werkzeuges entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 2 ist grundsätzlich dieselbe wie die des Ausführungsbeispiels nach 1.
Dabei ist klar, dass die oben beschriebenen Bestandteile der Erfindung oder zwei oder mehrere zusammen auch in anderen Konstruktionen und Verfahren, die sich von den oben beschriebenen unterscheiden, sinnvoll angewendet werden können.
Obwohl die Erfindung anhand von angetriebenen Werkzeugen und eines Verfahrens zum Verschieben von Elementen bezüglich eines Objekts dargestellt und beschrieben wurde, ist nicht beabsichtigt, sie auf die gezeigten Einzelheiten zu begrenzen, da vielfältige Anpassungen und strukturelle Änderungen vorgenommen werden können, ohne in irgendeiner Art und Weise vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
Das zuvor Ausgeführte enthüllt den Kern der vorliegenden Erfindung derart vollständig, dass andere die Erfindung ohne zusätzliche Analyse durch Anwendung bekannten Wissens für vielfältige Anwendungen anpassen können, ohne Merkmale wegzulassen, die vom Stand der Technik aus gesehen grundsätzliche Eigenschaften der allgemeinen oder speziellen Aspekte dieser Erfindung darstellen.
In den anhängenden Ansprüchen ist ausgeführt, was als neu beansprucht wird und als Patent geschützt werden soll.

Claims

Angetriebenes Werkzeug zum Verschieben eines Elementes (6) relativ zu einem Objekt (8), enthaltend eine Mehrzahl von Schraubengliedern (9) mit mehreckigen Köpfen (10), wobei die Schraubenglieder (9) in Gewindebohrungen des Elementes (6) einschraubbar und so um eine Achse (A) angeordnet sind, dass sie entlang des Umfangs des Elementes (6) voneinander beabstandet sind, Antriebsmittel, die einen Aktionsantrieb und einen Reaktionsantrieb aufweisen, die koaxial zu der Achse (A) und zueinander angeordnet und in entgegengesetzte Richtungen drehbar sind, um an einem Außenumfang und entsprechend an einem Innenumfang der Schraubenglieder (9) entgegengesetzte Drehkräfte auszuüben, die Schraubenglieder (9) in eine und dieselbe Richtung drehen und dadurch das Element (6) in einer axialen Richtung zu verschieben, und Mittel (13) zur Übertragung des Aktionsantriebs und des Reaktionsantriebs in eine Drehung der Schraubenglieder (9) in eine und dieselbe Richtung, wobei die Übertragungsmittel eine Mehrzahl von Übertragungsgliedern (14, 14') aufweisen, die mit ersten Eingriffsmitteln (16, 16'), die sowohl mit dem Aktionsantrieb und als auch mit dem Reaktionsantrieb, die in entgegengesetzte Richtungen drehbar sind, im Eingriff stehen, und mit zweiten Eingriffsmitteln (18, 18') versehen sind, die mit den mehreckigen Köpfen (10) der Schraubenglieder (9) in Eingriff bringbar sind, um die Drehung der Übertragungsglieder in eine und dieselbe Richtung in eine Drehung der Schraubenglieder (9) in eine und dieselbe Richtung zu überführen, wobei Teilstücke (17, 21) jedes der Übertragungsglieder (14, 14') in einem Träger (19) gehalten sind.
Angetriebenes Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Übertragungsglieder (14, 14') ein erstes Teilstück (15, 15') mit den ersten, zum Eingriff mit dem Aktionsantrieb und dem Reaktionsantrieb bestimmten Eingriffsmitteln (16, 16') und ein zweites Teilstück (17, 17') mit den zweiten, zum Eingriff mit den mehreckigen Köpfen (10) der Schraubenglieder (9) bestimmten Eingriffsmitteln (18, 18') aufweist, wobei das erste Teilstück (15, 15') und das zweite Teilstück (17, 17') axial voneinander beabstandet sind.
Angetriebenes Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilstück (15) und das zweite Teilstück (17) jedes der Übertragungsglieder (14) zusammen ein einstückiges, integrales Übertragungsglied (14) bilden.
Angetriebenes Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilstück (15') und das zweite Teilstück (17') jedes der Übertragungsglieder (14') als getrennte Teilstücke ausgebildet und zur gemeinsamen Drehung miteinander verbunden sind, und dass weiterhin Mittel zum Verbinden des ersten Teilstücks (15') und des zweiten Teilstücks (17') miteinander vorgesehen sind.
Verfahren zum Verschieben eines Elementes (6) in einer axialen Richtung relativ zu einem Objekt (8) durch ein angetriebenes Werkzeug, enthaltend die Schritte: Einschrauben einer Mehrzahl von Schraubengliedern (9) mit mehreckigen Köpfen (10) in Gewindebohrungen des Elementes (6) so, dass die Schraubenglieder (9) um eine Achse (A) und in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind, Aufbringen von entgegengesetzten Drehkräften auf die Schraubenglieder (9) jeweils an einem äußeren Umfang und einem inneren Umfang der Schraubenglieder (9) durch ein Antriebsmittel mit einem Aktionsantrieb und einem Reaktionsantrieb, um die Schraubenglieder (9) in eine und dieselbe Richtung zu drehen und dadurch das Element (6) in einer axialen Richtung zu verschieben, und Übertragen der Drehung des Aktionsantriebs und des Reaktionsantriebs in unterschiedliche Richtungen in eine Drehung der Schraubenglieder (9) in einer und dieselbe Richtung durch Übertragungsmittel, die eine Mehrzahl von Übertragungsgliedern (14, 14') aufweisen, die mit ersten Eingriffsmitteln (16, 16'), die sowohl mit dem Aktionsantrieb und als auch mit dem Reaktionsantrieb, die in entgegengesetzte Richtungen drehbar sind, im Eingriff sind, und mit zweiten Eingriffsmitteln (18, 18') versehen sind, die mit den mehreckigen Köpfen (10) der Schraubenglieder (9) in Eingriff bringbar sind, um die Drehung der Übertragungsglieder in eine und dieselbe Richtung in eine Drehung der Schraubenglieder (9) in eine und dieselbe Richtung zu überführen, wobei Teilstücke (17, 21) jedes der Übertragungsglieder (14, 14') in einem Träger (19) gehalten sind.